專利名稱：野外多點土壤風蝕監(jiān)測儀的制作方法
技術領域：
本實用新型專利涉及一種野外用多點土壤風蝕監(jiān)測儀。
背景技術：
我國沙漠及沙漠化土地占國土面積的1/6左右。沙漠及沙漠化土地及其派生的環(huán)境問題，嚴重影響了國民經(jīng)濟的發(fā)展。土壤風蝕是沙漠及沙漠化地區(qū)的重要問題，土壤風蝕強度(深度)的測定是對其進行研究的一個重要環(huán)節(jié)，但在野外環(huán)境中，由于土壤風蝕的時空差異性，導致對土壤風蝕研究具有復雜性。目前，對土壤風蝕主要是通過插釬法進行土壤風蝕監(jiān)測或進行單點自動記錄，但在野外環(huán)境中，由于土壤理化性質(zhì)、風速、地形等的空間差異性，因此，難以很好的描述真實的土壤風蝕問題。為此，在野外采用多點觀測不同點的土壤風蝕儀器，收集不同位置點的風蝕量，以便進行土壤風蝕強度、土壤抗風蝕能力的研究及計算?！?br> 發(fā)明內(nèi)容鑒于上述，本新型專利的目的在于提供一種野外用多點土壤風蝕監(jiān)測儀。通過多點超聲測距儀進行監(jiān)測監(jiān)測不同位置點和連續(xù)時間段土壤風蝕量，不同時間的風蝕量通過連續(xù)記錄風蝕期間的風蝕量完成。本實用新型的目的通過以下技術方案來實現(xiàn)一種野外多點土壤風蝕監(jiān)測儀，是由主機、超聲測距儀、超聲測距儀支架、太陽能供電系統(tǒng)、超聲風速儀、梯度風速傳感器、溫濕度傳感器、雨量傳感器、信號線、固定線和支架組成。超聲測距儀、超聲風速儀、梯度風速傳感器、溫濕度傳感器和雨量傳感器通過信號線連接在主機上；太陽能供電系統(tǒng)由太陽能板、控制器和太陽能蓄電池組成，太陽能板產(chǎn)生的電能通過控制器給蓄電池供電，蓄電池通過導線與主機連接，并為主機提供電源；超聲測距儀通過超聲測距儀支架安裝在地面；超聲風速儀、梯度風速傳感器、溫濕度傳感器、雨量傳感器由固定線和支架固定在地面上。本實用新型專利的優(yōu)點及有益效果是I、本實用新型依據(jù)野外多年的觀測經(jīng)驗為基礎研制出土壤風蝕監(jiān)測儀。采用多點同步觀測，改變傳統(tǒng)插釬法單點、短時間進行土壤風蝕監(jiān)測，減小了研究土壤風蝕的誤差，真實反映地區(qū)的土壤風蝕特征。2、本實用新型的主機采用單片機，能夠同時連接20個超聲測距儀。采用的超聲測距儀精度為1mm，超聲波探測頻率達500Hz，最快探測耗時1ms。超聲測距儀采用目前國內(nèi)外最先進設備，從整體上提高測量范圍及精確度。3、本實用新型風況采集系統(tǒng)能夠同步觀測風速的湍流特征，風速廓線變化，一個聞度的溫濕度和降雨星。4、本實用新型的數(shù)據(jù)采集頻率為IHz ;主機容量為8兆，可進行長時間的觀測，降低工作人員的勞動強度。[0011]5、本專利結構簡單，攜帶方便，便于野外長期監(jiān)測實驗。

圖I為本實用新型示意圖。
具體實施方式
如圖I所示，一種野外用土壤風蝕監(jiān)測儀，是由主機I、超聲測距儀2、超聲測距儀支架3、太陽能供電系統(tǒng)4、超聲風速儀5、梯度風速傳感器6、溫濕度傳感器7、雨量傳感器8、信號線9、固定線10和支架11組成。超聲測距儀2、超聲風速儀5、梯度風速傳感器6、溫濕度傳感器7和雨量傳感器8通過信號線9連接在主機I上；太陽能供電系統(tǒng)4由太陽能板、控制器和太陽能蓄電池組成。太陽能板產(chǎn)生的電能通過控制器給蓄電池供電，蓄電池通過導線與主機I連接，并為主機I提供電源；將20個超聲測距儀2安裝在地面不同點的超聲測距儀支架3上，用來測量地面不同點土壤風蝕深度；超聲風速儀5、梯度風速傳感器6、 溫濕度傳感器7、雨量傳感器8由固定線10和支架11固定在地面上，主要用于同步記錄土壤風蝕期間的氣象要素變化。在測量時，先將支架3埋入地表，當風速較大時，開啟主機1，進行土壤風蝕深度和氣象要素的觀測。試驗完畢后，從主機I下載自動記錄的數(shù)據(jù)。用記錄的不同位置不同時間的土壤風蝕深度數(shù)據(jù)和氣象要素數(shù)據(jù)，通過以下相關公式的計算對比分析，可以得到土壤風蝕特征的空間變異性，為研究一定風速條件下土壤風蝕特征提供可靠的試驗數(shù)據(jù)。0 = /i(WFx EFxSCFx CCX9(I)WF = /( ,￡, ^,(2)Ut = fiT,RH,SD,iC,COG)( 3)式中WF—氣象因子；EF—土壤可蝕性因子；CSF—土壤結皮因子；K' —土壤粗糖度；COG—植被因子；u—風速(m/s) ；ut一臨界風速(m/s)；t一觀測時間(d) ;u*—摩阻風速(m/s) ;T—溫度(° ) ;RH—濕度(%)。
權利要求1.一種野外多點土壤風蝕監(jiān)測儀，是由主機(I)、超聲測距儀(2)、超聲測距儀支架 (3)、太陽能供電系統(tǒng)(4)、超聲風速儀(5)、梯度風速傳感器(6)、溫濕度傳感器(7)、雨量傳感器(8)、信號線(9)、固定線(10)和支架(11)組成，其特征是將超聲測距儀(2)、超聲風速儀(5)、梯度風速傳感器(6)、溫濕度傳感器(7)和雨量傳感器(8)通過信號線(9)連接在主機(I)上；太陽能供電系統(tǒng)(4)由太陽能板、控制器和太陽能蓄電池組成，太陽能板產(chǎn)生的電能通過控制器給蓄電池供電，蓄電池通過導線與主機(I)連接，并為主機提供電源；超聲測距儀(2)通過超聲測距儀支架(3)安裝在地面；超聲風速儀(5)、梯度風速傳感器(6)、溫濕度傳感器(7)、雨量傳感器(8)由固定線(10)和支架(11)固定在地面上。
專利摘要本實用新型涉及一種野外多點土壤風蝕監(jiān)測儀。其結構特征是超聲測距儀、超聲風速儀系統(tǒng)、梯度風速傳感器、溫濕度傳感器和雨量傳感器通過信號線連接在主機上；太陽能供電系統(tǒng)由太陽能板、控制器和太陽能蓄電池組成，太陽能板產(chǎn)生的電能通過控制器給蓄電池供電，蓄電池通過導線與主機連接，并為主機提供電源；超聲測距儀通過超聲測距儀支架安裝在地面；超聲風速儀、梯度風速傳感器、溫濕度傳感器、雨量傳感器由固定線和支架固定在地面上。本實用新型通過對土壤風蝕過程及其影響因素的同步監(jiān)測，闡明土壤風蝕因子及土壤風蝕可蝕性之間的關系，為土壤風蝕侵蝕力的評價與確定提供依據(jù)。該儀器應用廣泛，除能夠同步多點觀測土壤風蝕外，還能夠進行沙丘形成過程、防沙工程防護能力等方面的監(jiān)測。
文檔編號G01M9/06GK202693257SQ201220314809
公開日2013年1月23日 申請日期2012年7月2日 優(yōu)先權日2012年7月2日
發(fā)明者張正偲, 董治寶, 李猛 申請人:中國科學院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所